2014 Fiscal Year Annual Research Report
天然配位子とイオン液体を用いるランタノイドの環境調和型高効率分離システム
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25620108
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
井村 久則 金沢大学, 物質化学系, 教授 (60142923)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永谷 広久 金沢大学, 物質化学系, 准教授 (90346297)
森田 耕太郎 金沢大学, 物質化学系, 助教 (70396430)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 溶媒抽出 / 液体膜分離 / イオン液体 / ランタノイド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
酸性抽出試薬として，pKaの大きなアセチルアセトン（Hacac），ジベンゾイルメタン（Hdbm）,3-フェニルアセチルアセトン（Hpaa），ヒノキチオール（Hipt）を用い，中性配位子として，疎水的なトリオクチルホスフィンオキシド（TOPO），トリシクロヘキシルホスフィンオキシド（TCyPO），4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン (dpp)を含むo-ジクロロベンゼンあるいは1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド (C4mimTf2N)への，ランタノイド(III)イオン（Ln）の抽出と液体膜輸送を研究した。
１）上記のβ-ジケトン（HA）-TOPO- C4mimTf2N系では，Lnの抽出性はHdbm>Hacac>Hpaaの順となり，試薬の疎水性と立体構造が重要な因子であることが分かった。これらの系では，Lnは+2価の荷電付加錯体としてC4mimTf2Nにイオン交換抽出されると考えられる。一方，より嵩高いTCyPOを用いると，特にHdbm-TCyPO- C4mimTf2N系で抽出種は+1価の荷電錯体が優勢となった。La，Eu，Luイオンの同時抽出実験より，HA-TOPO- C4mimTf2N系の分離係数を求めたところ，Eu/Laの選択性には差は見られず，Lu/EuではHacac>dbm>Hpaの順に大きな重希土選択性が観察された。一方，TCyPOを用いると分離は著しく低下した。
２）厚みの異なるテフロンメンブレンフィルターに種々の濃度のHiptと dpp を含む有機溶媒を含浸させ，供給相から受容相へのLnイオンの輸送速度を測定した。いずれのLnでも，輸送速度定数は，供給相のpHの上昇とともに増大し，一定値に達した．輸送速度は期待通りに，Lnの原子番号順に大きくなり，EuからLu，NdからDyの分離が可能であることが分かった。
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